JPH0481654A - 超音波検出装置 - Google Patents
超音波検出装置Info
- Publication number
- JPH0481654A JPH0481654A JP2195555A JP19555590A JPH0481654A JP H0481654 A JPH0481654 A JP H0481654A JP 2195555 A JP2195555 A JP 2195555A JP 19555590 A JP19555590 A JP 19555590A JP H0481654 A JPH0481654 A JP H0481654A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- measured
- reflected
- light
- beam splitter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、物質表面の、超音波による変化を測定する
ことによって物質内部情報を得るための超音波検出装置
に関する。 （従来の技術］ 従来、非破壊で、材料内部の観察をするための装置とし
て、超音波顕微鏡がある。 この超音波顕微鏡１は、第３図に示されるように、トラ
ンスデユーサ２に、数１００ＭＨ２〜数Ｇｍの電気信号
を印加させて発生した超音波を音響レンズ３によって集
束させ、被測定物４の表面に入射させるものである。 このとき、超音波は被測定物４の表面で反射・散乱され
、トランスデユーサ２に戻ってくる超音波を電気信号に
変換することによって、被測定物４の表面情報を得るこ
とができる。 第４図は、従来の走査型超音波顕微鏡５を示すものであ
る。 この走査型超音波顕微鏡５は、被測定物４の裏側に液体
６を介してトランスデユーサ２を密着させ、被測定物４
に超音波を印加し、一方、被測定物４の、トランスデユ
ーサ２と反対側の表面に、レーザビーム７を、ミラー８
Ａ及びレンズ９を介して入射させ、被測定物４の表面か
らの反射波を、レンズ９及びミラー８Ｂを介して取出す
ものである。 このとき、被測定物４内部の欠陥等により超音波が散乱
・回折を起こし、これにより被測定物４の表面状態が変
化し、この表面を前記ミラー８Ａにより、レーザビーム
７を偏向走査することによって、被測定物４内部の状態
を知ることができる。
ことによって物質内部情報を得るための超音波検出装置
に関する。 （従来の技術］ 従来、非破壊で、材料内部の観察をするための装置とし
て、超音波顕微鏡がある。 この超音波顕微鏡１は、第３図に示されるように、トラ
ンスデユーサ２に、数１００ＭＨ２〜数Ｇｍの電気信号
を印加させて発生した超音波を音響レンズ３によって集
束させ、被測定物４の表面に入射させるものである。 このとき、超音波は被測定物４の表面で反射・散乱され
、トランスデユーサ２に戻ってくる超音波を電気信号に
変換することによって、被測定物４の表面情報を得るこ
とができる。 第４図は、従来の走査型超音波顕微鏡５を示すものであ
る。 この走査型超音波顕微鏡５は、被測定物４の裏側に液体
６を介してトランスデユーサ２を密着させ、被測定物４
に超音波を印加し、一方、被測定物４の、トランスデユ
ーサ２と反対側の表面に、レーザビーム７を、ミラー８
Ａ及びレンズ９を介して入射させ、被測定物４の表面か
らの反射波を、レンズ９及びミラー８Ｂを介して取出す
ものである。 このとき、被測定物４内部の欠陥等により超音波が散乱
・回折を起こし、これにより被測定物４の表面状態が変
化し、この表面を前記ミラー８Ａにより、レーザビーム
７を偏向走査することによって、被測定物４内部の状態
を知ることができる。
【発明が解決しようとする課題】
前記第３図の従来の超音波顕微鏡１は、被測定物４と音
響レンズ３を相対的に移動させて走査しなければならず
、又、第４図の走査型超音波顕微鏡５の場合も、ミラー
８Ａでレーザビームを偏向走査するものであるため、共
にリアルタイムでの観測が不可能であるという問題点が
あった。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、被測定物の内部情報をリアルタイムで得ること
ができる超音波検出装置を提供することを目的とする。 （課題を解決するための手段］ この発明は、被測定物を超音波振動させる加振手段と、
前記被測定物の被測定表面に取付けられる第１のミラー
と、この第１のミラーを照射するための光源と、この光
源からの光の、前記第１のミラーによる反射光を結像さ
せる結像系と、この結像系による前記第１のミラーの結
像位置で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメー
ジセンサと、前記光源からの光を反）１して前記結像系
に房すことにより、前記第１のミラーからの反射光と干
渉させるための第２のミラーと、を含んで超音波検出装
置を構成することにより上記目的を達成するものである
。 又、前記超音波検出装置において、前記第１のミラーと
前記結像系の間に、前記光源からの光を、前記第１のミ
ラー方向及び第２のミラー方向に分割すると共に、これ
ら第１及び第２のミラーの反射光を併合するビームスプ
リッタを設けたことにより上記目的を達成するものであ
る。 更に又、前記超音波検出装置において、前記第２のミラ
ーを、半透過ミラーとすると共に、この第２のミラーを
前記第１のミラーと前記結像系の間に、前記第１のミラ
ーと平行に配置したことにより上記目的を達成するもの
である。
響レンズ３を相対的に移動させて走査しなければならず
、又、第４図の走査型超音波顕微鏡５の場合も、ミラー
８Ａでレーザビームを偏向走査するものであるため、共
にリアルタイムでの観測が不可能であるという問題点が
あった。 この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、被測定物の内部情報をリアルタイムで得ること
ができる超音波検出装置を提供することを目的とする。 （課題を解決するための手段］ この発明は、被測定物を超音波振動させる加振手段と、
前記被測定物の被測定表面に取付けられる第１のミラー
と、この第１のミラーを照射するための光源と、この光
源からの光の、前記第１のミラーによる反射光を結像さ
せる結像系と、この結像系による前記第１のミラーの結
像位置で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメー
ジセンサと、前記光源からの光を反）１して前記結像系
に房すことにより、前記第１のミラーからの反射光と干
渉させるための第２のミラーと、を含んで超音波検出装
置を構成することにより上記目的を達成するものである
。 又、前記超音波検出装置において、前記第１のミラーと
前記結像系の間に、前記光源からの光を、前記第１のミ
ラー方向及び第２のミラー方向に分割すると共に、これ
ら第１及び第２のミラーの反射光を併合するビームスプ
リッタを設けたことにより上記目的を達成するものであ
る。 更に又、前記超音波検出装置において、前記第２のミラ
ーを、半透過ミラーとすると共に、この第２のミラーを
前記第１のミラーと前記結像系の間に、前記第１のミラ
ーと平行に配置したことにより上記目的を達成するもの
である。
この発明においては、超音波振動された被測定物表面と
結合された第１のミラーの反射光と第２のミラーの反射
光との干渉像の結像位置にイメージセンサを設けている
ので、被測定物表面で反射された超音波の２次元分布を
リアルタイムで知ることができ、且つ被測定物内部の非
破壊測定を行うことかできる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第１図に示されるように、本発明の実施例に係る超音波
検出装置１０は、被測定物１２を超音波振動させるため
に、該被測定物１２の裏面（図において下側面）に取付
けられたトランスデユーサ１４と、前記被測定物１２の
、図において上側の表面１２Ａに、液体１６を介して、
該表面１２△と平行に取付けられ、液体１６側に第１の
ミラー１８が形成されたガラス板２０と、このガラス板
２０の表面側から、前記第１のミラー１８に対して、ビ
ームスプリッタ２２で反射させてレーザ光を照射するた
めのレーザ光１ｇ２４と、このレーザ光源２４から出射
され、前記ビームスプリッタ２２を透過直進したレーザ
光を、入射方向に反射し、且つ、該反射光が前記第１の
ミラー１８で反射された光と干渉するように配置された
第２のミラー２５と、この第２のミラー２５と前記第１
のミラ−１８によって反射・散乱された散乱光を結像さ
せる結像レンズ３ｏと、この結像レンズ３０による結像
位置で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメージ
センサ２８とを備えて構成されている。 前記被測定物１２とトランスデユーサ１４との間に介在
する液体１６は、両者を音響的に結合し、超音波の反射
を減らすためのものである。 次に、上記実施例装置の作用について説明する。 被測定物１２がトランスデユーサ１４により超音波振動
を与えられると、超音波は液体１６を伝播し、ガラス板
２０の第１のミラー１８に伝わる。 被測定物１２の内部に欠陥等があった場合は、伝播され
る超音波はここで散乱・回折を起こし、この結果、被測
定物１２の表面１２Ａの表面状態を変化させる。 前記ガラス板２０は、液体１６を介して被測定物１２に
音響的に結合されているために、ガラス板２０に入射す
る超音波の２次元強度は、被測定物１２の内部の欠陥等
に対応したものとなる。 従って、超音波により加振されることにより、第１のミ
ラー１８の表面には、被測定物１２の内部情報に対応す
る微細な凹凸が発生する。 レーザ光源２４から出射され、ビームスプリッタ２２に
よって反射され、ガラス板２０を透過して第１のミラー
１８に到達するレーザ光は、前記第１のミラー１８に形
成された微細な凹凸によって散乱される。 第１のミラー１８によって散乱・反射されたレーザ光は
、ビームスプリッタ２２を通って、レンズ３０により集
光され、又、ビームスプリッタ２２を透過したレーザ光
は第２のミラー２５で反射され、ビームスプリッタ２２
に戻り、結像レンズ３０に向かって反射されるので、第
１及び第２のミラー１８．２５の反射光が干渉し、その
干渉像がイメージセンサ２８上に結像する。 このイメージセンサ２８上に結像した干渉像は、第１の
ミラー１８表面の微細な凹凸に対応したものとなる。換
言すれば、第１のミラー１８表面における超音波強度の
分布に応じた像ができることになる。この像をイメージ
センサ２８によって２次元的に読出すことにより、ガラ
ス板２０に入射する超音波の２次元強度の測定ができる
。 従って、この実施例では、レーザビームを走査させたり
することなく、被測定物１２の内部情報を、イメージセ
ンサ２８によって、２次元的にリアルタイムで観測する
ことができる。 次に、第２図に示される本発明の第２実施例について説
明する。 この第２寅施例は、半透過の第２のミラー３２を用い、
これを前記第１実施例におけるビームスプリッタ２２と
ガラス板２０との間に、その半透過面３２Ａが、図にお
いて上向きで、且つ前記第１のミラー１８と平行になる
ように配置したものである。 この第２実施例においては、ビームスプリッタ２２で反
射されたレーザ光一部が半透過の第２のミラー３２を透
過して、第１のミラー１８で反射され、又、一部が半透
過の第２のミラー３２の半透過面３２Ａで反射され、そ
れぞれビームスプリッタ２２を透過して、結像レンズ３
０に至るものである。 この過程において、前記第１実施例と同様に、第１のミ
ラー１８の反射光及び第２のミラー３２の反射光が干渉
し、その干渉像が、イメージセンサ２８上に結像される
ことになる。 前記実施例において、被測定物１２はトランスデユーサ
１４によって超音波振動を与えられるようになっている
が、これは、要すれば被測定物１２を超音波振動させる
ことができるものであればよく、従って、光パルスを被
測定物１２に照射することによって、該被測定物１２も
超音波振動させるような加振手段であってもよい。
結合された第１のミラーの反射光と第２のミラーの反射
光との干渉像の結像位置にイメージセンサを設けている
ので、被測定物表面で反射された超音波の２次元分布を
リアルタイムで知ることができ、且つ被測定物内部の非
破壊測定を行うことかできる。 ［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 第１図に示されるように、本発明の実施例に係る超音波
検出装置１０は、被測定物１２を超音波振動させるため
に、該被測定物１２の裏面（図において下側面）に取付
けられたトランスデユーサ１４と、前記被測定物１２の
、図において上側の表面１２Ａに、液体１６を介して、
該表面１２△と平行に取付けられ、液体１６側に第１の
ミラー１８が形成されたガラス板２０と、このガラス板
２０の表面側から、前記第１のミラー１８に対して、ビ
ームスプリッタ２２で反射させてレーザ光を照射するた
めのレーザ光１ｇ２４と、このレーザ光源２４から出射
され、前記ビームスプリッタ２２を透過直進したレーザ
光を、入射方向に反射し、且つ、該反射光が前記第１の
ミラー１８で反射された光と干渉するように配置された
第２のミラー２５と、この第２のミラー２５と前記第１
のミラ−１８によって反射・散乱された散乱光を結像さ
せる結像レンズ３ｏと、この結像レンズ３０による結像
位置で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメージ
センサ２８とを備えて構成されている。 前記被測定物１２とトランスデユーサ１４との間に介在
する液体１６は、両者を音響的に結合し、超音波の反射
を減らすためのものである。 次に、上記実施例装置の作用について説明する。 被測定物１２がトランスデユーサ１４により超音波振動
を与えられると、超音波は液体１６を伝播し、ガラス板
２０の第１のミラー１８に伝わる。 被測定物１２の内部に欠陥等があった場合は、伝播され
る超音波はここで散乱・回折を起こし、この結果、被測
定物１２の表面１２Ａの表面状態を変化させる。 前記ガラス板２０は、液体１６を介して被測定物１２に
音響的に結合されているために、ガラス板２０に入射す
る超音波の２次元強度は、被測定物１２の内部の欠陥等
に対応したものとなる。 従って、超音波により加振されることにより、第１のミ
ラー１８の表面には、被測定物１２の内部情報に対応す
る微細な凹凸が発生する。 レーザ光源２４から出射され、ビームスプリッタ２２に
よって反射され、ガラス板２０を透過して第１のミラー
１８に到達するレーザ光は、前記第１のミラー１８に形
成された微細な凹凸によって散乱される。 第１のミラー１８によって散乱・反射されたレーザ光は
、ビームスプリッタ２２を通って、レンズ３０により集
光され、又、ビームスプリッタ２２を透過したレーザ光
は第２のミラー２５で反射され、ビームスプリッタ２２
に戻り、結像レンズ３０に向かって反射されるので、第
１及び第２のミラー１８．２５の反射光が干渉し、その
干渉像がイメージセンサ２８上に結像する。 このイメージセンサ２８上に結像した干渉像は、第１の
ミラー１８表面の微細な凹凸に対応したものとなる。換
言すれば、第１のミラー１８表面における超音波強度の
分布に応じた像ができることになる。この像をイメージ
センサ２８によって２次元的に読出すことにより、ガラ
ス板２０に入射する超音波の２次元強度の測定ができる
。 従って、この実施例では、レーザビームを走査させたり
することなく、被測定物１２の内部情報を、イメージセ
ンサ２８によって、２次元的にリアルタイムで観測する
ことができる。 次に、第２図に示される本発明の第２実施例について説
明する。 この第２寅施例は、半透過の第２のミラー３２を用い、
これを前記第１実施例におけるビームスプリッタ２２と
ガラス板２０との間に、その半透過面３２Ａが、図にお
いて上向きで、且つ前記第１のミラー１８と平行になる
ように配置したものである。 この第２実施例においては、ビームスプリッタ２２で反
射されたレーザ光一部が半透過の第２のミラー３２を透
過して、第１のミラー１８で反射され、又、一部が半透
過の第２のミラー３２の半透過面３２Ａで反射され、そ
れぞれビームスプリッタ２２を透過して、結像レンズ３
０に至るものである。 この過程において、前記第１実施例と同様に、第１のミ
ラー１８の反射光及び第２のミラー３２の反射光が干渉
し、その干渉像が、イメージセンサ２８上に結像される
ことになる。 前記実施例において、被測定物１２はトランスデユーサ
１４によって超音波振動を与えられるようになっている
が、これは、要すれば被測定物１２を超音波振動させる
ことができるものであればよく、従って、光パルスを被
測定物１２に照射することによって、該被測定物１２も
超音波振動させるような加振手段であってもよい。
第１図は本発明に係る超音波検出装置の実施例を示す断
面図、第２図は本発明の超音波検出装置の第２実施例を
示す断面図、第３図は従来の超音波顕微鏡の概要を示す
斜視図、第４図は更に他の従来の超音波顕微鏡の概要を
示す斜視図である。 １０・・・超音波検出装置、 １２・・・被測定物、 １２Ａ・・・表面、 １４・・・トランスデユーサ、 １８・・・第１のミラー ２２・・・ビームスプリッタ、 ２４・・・レーザ光源、 ２５．３２・・・第２のミラー ２８・・・イメージセンサ、 ３０・・・結像レンズ。
面図、第２図は本発明の超音波検出装置の第２実施例を
示す断面図、第３図は従来の超音波顕微鏡の概要を示す
斜視図、第４図は更に他の従来の超音波顕微鏡の概要を
示す斜視図である。 １０・・・超音波検出装置、 １２・・・被測定物、 １２Ａ・・・表面、 １４・・・トランスデユーサ、 １８・・・第１のミラー ２２・・・ビームスプリッタ、 ２４・・・レーザ光源、 ２５．３２・・・第２のミラー ２８・・・イメージセンサ、 ３０・・・結像レンズ。
Claims (3)
- （１）被測定物を超音波振動させる加振手段と、前記被
測定物の被測定表面に取付けられる第１のミラーと、こ
の第１のミラーを照射するための光源と、この光源から
の光の、前記第１のミラーによる反射光を結像させる結
像系と、この結像系による前記第１のミラーの結像位置
で、反射光軸と直交した面内に配置されたイメージセン
サと、前記光源からの光を反射して前記結像系に戻すこ
とにより、前記第１のミラーからの反射光と干渉させる
ための第２のミラーと、を有してなる超音波検出装置。 - （２）請求項１において、前記第１のミラーと前記結像
系の間に、前記光源からの光を、前記第１のミラー方向
及び第２のミラー方向に分割すると共に、これら第１及
び第２のミラーの反射光を併合するビームスプリッタを
設けたことを特徴とする超音波検出装置。 - （３）請求項１において、前記第２のミラーを、半透過
ミラーとすると共に、この第２のミラーを前記第１のミ
ラーと前記結像系の間に、前記第１のミラーと平行に配
置したことを特徴とする超音波検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195555A JPH071254B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 超音波検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2195555A JPH071254B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 超音波検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0481654A true JPH0481654A (ja) | 1992-03-16 |
| JPH071254B2 JPH071254B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=16343060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2195555A Expired - Fee Related JPH071254B2 (ja) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | 超音波検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071254B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08303546A (ja) * | 1995-05-08 | 1996-11-19 | Deutsche Forsch & Vers Luft Raumfahrt Ev | 回転運動を軸方向運動に変換する装置 |
| KR100788823B1 (ko) * | 2006-01-23 | 2007-12-27 | 한국원자력연구원 | 표면 결함 정보 추출을 위한 레이저-초음파 검사 장치 및방법 |
| JP2019505804A (ja) * | 2016-02-17 | 2019-02-28 | エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー | 計測装置および計測方法 |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP2195555A patent/JPH071254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08303546A (ja) * | 1995-05-08 | 1996-11-19 | Deutsche Forsch & Vers Luft Raumfahrt Ev | 回転運動を軸方向運動に変換する装置 |
| KR100788823B1 (ko) * | 2006-01-23 | 2007-12-27 | 한국원자력연구원 | 표면 결함 정보 추출을 위한 레이저-초음파 검사 장치 및방법 |
| JP2019505804A (ja) * | 2016-02-17 | 2019-02-28 | エーファウ・グループ・エー・タルナー・ゲーエムベーハー | 計測装置および計測方法 |
| US10656078B2 (en) | 2016-02-17 | 2020-05-19 | Ev Group E. Thallner Gmbh | Metrology device and metrology method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH071254B2 (ja) | 1995-01-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2659429B2 (ja) | 光音響信号検出方法及びその装置並びに半導体素子内部欠陥検出方法 | |
| US20060272418A1 (en) | Opto-acoustic methods and apparatus for perfoming high resolution acoustic imaging and other sample probing and modification operations | |
| US4012951A (en) | Acoustic examination methods and apparatus | |
| JPH0136584B2 (ja) | ||
| US3745812A (en) | Acoustic imaging apparatus | |
| JP4196643B2 (ja) | 超音波による内部欠陥の映像化方法、及び、装置 | |
| JP3704843B2 (ja) | 非接触非破壊の材料評価方法とその装置及び弾性波励起方法と弾性波励起装置 | |
| JPH0481654A (ja) | 超音波検出装置 | |
| US5796004A (en) | Method and apparatus for exciting bulk acoustic wave | |
| KR20030096264A (ko) | 입자 크기의 펄스형 음향 측정을 위한 개선된 지오메트리 | |
| US20180172644A1 (en) | Method and system for acoustically scanning a sample | |
| Kaniak et al. | Enhanced non-contact ultrasonic testing using an air-coupled optical microphone | |
| JP2000065803A (ja) | レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法 | |
| JP3545611B2 (ja) | レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法 | |
| JPH0466864A (ja) | 超音波検出装置 | |
| JPH09257755A (ja) | レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法 | |
| JPH11271281A (ja) | レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法 | |
| JP4059418B2 (ja) | レーザー超音波検査方法 | |
| JP2003232778A (ja) | 試料の物理的性質の測定方法 | |
| JPH0933490A (ja) | 非接触非破壊材料評価方法及び装置 | |
| JP2021081361A (ja) | 受信用レーザ光受信装置、レーザ超音波計測装置およびレーザ超音波計測方法 | |
| JPH03205557A (ja) | 超音波顕微鏡の探触子 | |
| JPS6297245A (ja) | 映像方式 | |
| JP2818250B2 (ja) | 半導体基板の評価方法およびその評価装置 | |
| JPH07286993A (ja) | レーザ超音波材質測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |